二极管温度传感器课程设计报告

-0-传感器原理及工程应用课程实践报告测温二极管传感器的温度测控电路设计姓名XXX学号13110XXX专业电气工程及其自动化课程传感器原理及应用课题：基于测温二极管传感器的温度测控电路设计温度是一个与人们的生活环境、生产活动密切相关，也是仪器科学和各类工程设计中必须精确测定的重要物理量。随着科学技术的发展，使得测温技术迅速发展，测温范围不断拓宽，测温精度不断提高，新的温度传感器不断出现，如光纤温度传感器、微波温度传感器、超声波温度传感器等。由于检测温度的传感器种类不同，采用的测量电路和要求不同，执行器、开关等的控制方式不同，所以相应的硬件和软件也就不同。但对于初次涉足电子产品的设计、制作来说，了解并实践一下传感器选择与测控电路的设计、制作的基本过程是很有必要的。一、基于测温二极管传感器的温度测控电路设计的工作原理本课题中测量控制电路组成框图如下所示：应用1N4148二极管的温度传感器与集成运放设计温度测量与控制控电路，测量温度的范围为-40℃～125℃，工作电路输出二值输出；电路输出控制继电器工作，实现加热与制冷的转换控制，把控制对象温度控制在要求的范围之内（-40℃～125℃）。电路工作过程为：由二极管IN4148作为温度传感器采集温度信号，经差动放大后，送到预先调试好的相关温度控制比较电路进行比较，当温度低于控制温度下限值时，红色发光二极管亮，继电器1动作，控制加热器开始加热。当温度高于控制温度上限值时，绿色发光二极管亮，继电器2动作，控制制冷器开始制冷。当温度在设定温度上下限之间时，红色和绿色发光二极管全熄灭，继电器全断开，不加热也不制冷。因此从以上不同的状态显示就可以知道温度情况及温度控制情况。为避免测温二极管本身通电产生的温度升高对测温的影响，电路设计时注意不要使通过测温元件的电流超过1mA。二、总的原理图图1三、各组成部分的工作原理1转换电路：将二极管IN4148采集的温度信号转换成电信号。图22差动放大器：由于电信号非常微弱，需要将电信号放大处理。图33同相比较器：当温度低于控制温度下限值时，红色发光二极管亮，继电器1动作，控制加热器开始加热。图44反向比较器：当温度高于控制温度上限值时，绿色发光二极管亮，继电器2动作，控制制冷器开始制冷。图55LM324特性：LM324系列运算放大器是价格便宜的带差动输入功能的四运算放大器。可工作在单电源下，电压范围是3.0V-32V或+16V。69013三极管特性：9013是一种NPN型硅小功率的三极管它是非常常见的晶体三极管，在收音机以及各种放大电路中经常看到它，应用范围很广,它是NPN型小功率三极管。四、电路安装、调试步骤及方法在室温下调整RPl，使U1B的输出UO2为室温时的电压输出(当量为10mV／℃)。将VDl放入热水(40～50~C)中，调整RP2，使U1B的输出UO2正确。注意应反复调整电位器RPl、RP2，使UO2输出正确。调整RP3，使a点的电位对应控制温度上限值y1；调整RP4，使b点的电位对应控制温度下限值y2，U1C和U1D分别控制继电器K1和K2。当温度低于控制温度下限值y2时，红色发光二极管亮，K2继电器吸合，控制加热器开始加热。当温度高于控制温度上限值y1时，绿色发光二极管亮，Kl继电器吸合，控制制冷器开始制冷。当温度在设定温度上下限之间时，红色和绿色发光二极管全熄灭，K1、K2继电器全断开，不加热也不制冷。因此从以上不同的状态显示就可以知道温度情况及温度控制情况。五、实验结果分析温度/℃电压/V853.8281803.7761753.7214703.6540653.5865603.5261553.4540503.3943453.3415403.2652353.2103303.1601253.1078203.0384结论：温度每降低5℃，电压值就会升高0.6V左右。六、心得体会经过一个多星期的课程设计，我的感受颇多，电路的设计就不是太容易，电阻电容的选取和参数设置，都要经过仔细的计算，同时我们也要做到又快又好，都要之前做好充分的准备和计划，否则实施起来会出现很多意想不到的错误。之前的所有工作相比接下来的电路调试，都相差很多了。调试电路时，什么情况都会出现，改变滑动变阻器的阻值时，我们就遇到LED灯毫无变化，遇到困难时，心理还是没底，我们还得继续努力学习，解决各种困难，收获成功！参考文献[1]童诗白主编.《模拟电子技术基础》(第三版)·高教出版社.2001[2]杨素行主编.《模拟电子线路基础简明教程》杨素行(第二版)·高教出版社.1998[3]王成华主编